Rappel anatomique a) Anatomie descriptive

Le genou est composé de deux articulations : l’articulation fémoro-tibiale et l’articulation fémoro - patellaire. Notre travail, repose sur la compréhension de l’équilibre statique du membre inférieur et donc principalement sur l’articulation fémoro-tibiale.

i. Structures osseuses

 Le fémur :

La partie postérieure de l’épiphyse distale du fémur supporte les deux condyles. Ils sont proéminents et divergents vers l’arrière, présentant une double convexité transversale et sagittale.

Les condyles sont séparés en arrière par l’échancrure inter condylienne. Comme le montre Kapandji[1], dans un plan sagittal, la courbure des surfaces articulaires de ces condyles évolue. L’ensemble des centres de courbure décrit une courbe évolute, dite évolute de Fick.

La trochlée fémorale, est située à la face antérieure de l’épiphyse distale du fémur, elle est formée de deux joues séparées par une gorge; la joue latérale étant plus saillante que la joue médiale. La trochlée et la rotule ou patella forment l’articulation femoro-patellaire.

 Le tibia :

L’épiphyse proximale du tibia est constituée de deux tubérosités, chacune surmontée d’une cavité glénoïde qui forme le plateau tibial. La cavité glénoïde médiale est concave transversalement et sagittalement, constituant une cupule

6

dans laquelle se stabilise le condyle médial. La cavité glénoïde latérale est concave transversalement et convexe sagittalement, permettant un déplacement sagittal du condyle latéral. Dans la partie centrale du plateau, les cavités se redressent pour former le massif des épines. Ce massif crée un pivot de rotation qui s’engage dans la fosse inter condylienne.

ii. Moyens d’union

Un système ligamentaire assure la liaison mécanique entre le fémur et le tibia.

Il est complété par un système musculaire qui assure une stabilisation statique et dynamique. De même, la patella ou rotule est liée au tibia par le ligament patellaire.

 Les ligaments et la capsule :

Les ligaments de l’articulation fémoro-tibiale sont :

- Le ligament croisé postérieur (LCP) qui s’insère au niveau de la moitié supérieure de la face médiale de l’échancrure inter condylienne et sur la partie postérieure de l’épine tibiale, en dessous de l’interligne articulaire, - Le ligament croisé antérieur (LCA) qui s’insère dans la partie postérieure

de la face latérale de l’échancrure inter condylienne, il croise par devant le ligament croisé postérieur pour se fixer sur la partie antérieure de l’épine tibiale,

- Le ligament latéral interne (LLI) qui s’insère sur la face médiale du condyle médial et sur la face médiale du tibia,

7

- Le ligament latéral externe (LLE) qui s’insère sur la face externe du condyle latéral et sur la tête de la fibula. A noter que l’articulation fibulo-tibiale ne possède pratiquement aucune mobilité.

En complément des ligaments, les coques condyliennes postérieures ont un rôle primordial dans la stabilité du genou en extension.

Enfin, la capsule enserre la totalité de l’articulation du genou et contient le liquide synovial.

 Les ménisques :

Si aucune structure n’augmente la congruence fémoro-patellaire, la congruence fémorotibiale est grandement améliorée par la présence de ces fibrocartilages. Le ménisque médial assez ouvert (en forme de C) accroît la concavité glénoïdienne médiale et le ménisque latéral (en forme de O) transforme en discrète concavité la convexité de la cavité glénoïdienne latérale. Les ménisques augmentent donc la stabilité du genou, répartissent la charge axiale et participent à l’amortissement des chocs.

 Les muscles extenseurs du genou :

Le muscle quadriceps est responsable de l’extension du genou et ses quatre

chefs y contribuent à des degrés divers : ainsi le muscle droit antérieur de la cuisse ne suffit pas à maintenir l’extension complète et les fibres inférieures du muscle vaste médial assurent les 15 derniers degrés de l’extension. Au-delà de la patella, le muscle quadriceps exerce son action sur la jambe, par l’intermédiaire du ligament patellaire et des expansions fibreuses des muscles vastes. Cet ensemble ostéo- ligamentaire constitue l’appareil extenseur du genou.

8

 Les muscles fléchisseurs du genou :

Ils sont placés essentiellement dans la loge postérieure de la cuisse, ce sont: - Les muscles ischio-jambiers : formés par le demi-tendineux, le demi

membraneux et le long biceps. Ils sont tous les trois poly articulaires, et ont une action couplée sur la hanche et le genou. Plus la hanche se fléchit, plus les muscles ischio jambiers, en tension progressive, sont efficaces dans la flexion du genou,

- Le muscle sartorius : c’est un muscle fin et long, superficiel, qui s’enroule autour de la hanche. Iliaque fixe (os du bassin), il est fléchisseur du fémur et du tibia. C’est un stabilisateur du genou lorsque celui-ci est en hyper-extension.

- Le muscle gracile, bien qu’il soit adducteur, il est aussi fléchisseur commun de la hanche et du genou et rotateur médial.

 Les muscles rotateurs du genou :

La rotation latérale est assurée par les muscles biceps fémoral et tenseur du

fascia lata. Lorsque le genou est fléchi, leur contraction provoque une rotation

latérale des plateaux tibiaux. La rotation médiale est assurée par les muscles sartorius, demi-membraneux, demi tendineux, gracile et poplité.

9

b) Anatomie fonctionnelle :

Le genou est une articulation à deux degrés de liberté principaux, représentés par la flexion extension et par la rotation autour de l’axe longitudinal de la jambe [1] .

i. Mouvements de flexion extension

Son amplitude s’apprécie à partir d’une position de référence où l’axe de la jambe est situé dans le prolongement de l’axe de la cuisse. Dans cette position de référence, le membre inférieur est dans son état d’allongement maximum.

Cependant, il est possible passivement d’effectuer un mouvement d’hyper extension de 5 à 10° par rapport à cette position. La flexion active atteint 140° si la hanche est fléchie et 120° seulement si la hanche est en extension. La flexion passive atteint 160°. (figure 1)

10

La flexion-extension s’associe à un mouvement de roulement glissement des condyles fémoraux sur les plateaux tibiaux. La flexion commence par un glissement isolé, puis apparaît le roulement qui augmente progressivement, pour atteindre 60% du mouvement entre 60 et 90° de flexion. Au-delà, le roulement diminue et la flexion se termine par un glissement pur.[1] (figure 2)

Les surfaces articulaires ainsi que les structures ligamentaires collatérales et croisées sont à l’origine de ce mouvement de roulement-glissement.

Figure 2 : La flexion du genou. a) Effet de roulement pur. b) Effet du glissement pur.

11

ii. Mouvements de rotation axiale

La rotation active de la jambe autour de son axe longitudinal ne peut être effectuée que genou fléchi. A une flexion de 90°, à partir de la position de référence, la rotation latérale atteint 30°, la rotation médiale 40°. (figure3)

Figure 3: Amplitudes de rotation.[1] a) Rotation interne

12

Il existe une rotation automatique lors des mouvements de flexion extension.

Lorsque le genou fléchit, le segment jambier tourne en rotation interne. Cette rotation automatique est imposée par :

- L’inégalité des courbures condyliennes : le développement de la surface articulaire du condyle médial est plus important que celui du condyle latéral,

- La forme des cavités glénoïdes,

- La longueur et l’orientation des ligaments latéraux.

L’axe de la rotation axiale passe en dedans de l’épine tibiale médiale et par l’insertion fémorale du ligament croisé postérieur.

iii. Architecture générale du membre inférieur: Aspect

morphologique

Le fémur et le tibia sont deux os courbes. Selon Kapandji, ces courbures traduisent les efforts qui sont appliqués sur le membre inférieur. Ces deux os sont, dans le plan sagittal, concaves vers l’arrière. Cette géométrie permet aux masses musculaires de venir se loger dans ces volumes disponibles, offrant ainsi une meilleure mobilité en flexion-extension. Malgré ces courbures, dans le cas d’un genou sain, les extrémités osseuses restent alignées dans le plan frontal.

Dans le plan horizontal, les différentes surfaces articulaires ne sont plus alignées. Trois angles anatomiques permettent de définir cet alignement axial :

13

- La torsion tibiale, mesurée entre l’axe passant par les deux plateaux tibiaux et l’axe joignant les malléoles,

- La rotation fémoro-tibiale, à distinguer d’une torsion, qui traduit la rotation des plateaux sous le fémur.

Par définition une torsion interne est négative, une torsion externe est positive. Lerat [2] via une analyse tomodensitométrique, définit les critères de normalité chez l’adulte sain. L’étude porte sur soixante membres inférieurs :

- La torsion fémorale est en moyenne de -14° (avec un écart type de ±6°) avec des extrêmes entre 0 et 40°, 50% de la population se situe entre -10 et -20°.

- La torsion tibiale assimilée ici à l’angle condyles/malléoles est de 34° (avec un écart type de ±8°) avec des extrêmes de 15 à 48°,

- La rotation fémoro-tibiale, mesurée comme la rotation des condyles sur les plateaux tibiaux, est de 3° en moyenne.

14

Figure 4 : Torsion du membre inférieur dans un plan horizontal

En 1992, Duparc [3] complète les travaux de Lerat en portant l’analyse sur des genoux arthrosiques: (figure 5)

- La torsion fémorale est en moyenne de -16°, mais avec des valeurs extrêmes témoignant de l’importante dispersion (-31° à + 3°).

15

- La torsion tibiale assimilée à l’angle bord postérieur des plateaux/malléoles est de 27,7° (avec un écart type de ±11,6°), mais là encore la dispersion est très importante (+9° à +45°).

- La rotation fémoro-tibiale est en moyenne de type externe +3° (avec un écart type de ±5,47°) et d’amplitude faible (-7° à +15°).

Figure 5 : Torsions osseuses fémorale et tibiale. [3] a) niveau des coupes tomodensitométriques. b) Tracés des axes.

c) mesure des angles. T.F : torsion fémorale ; T.T: torsion tibiale ;

16

2) Rappel biométrique :